Ruslan Yunusov, direttore generale del Russian Quantum Center, ha parlato di ciò che la nuova tecnologia darà all'umanità
L'umanità si sta avvicinando a un'altra pietra miliare tecnologica che cambierà il mondo in modo così drammatico come domare il fuoco, reinventare la ruota o scoprire l'elettricità. L'ultima volta che un Rubicon simile è stato passato di fronte alla nostra generazione ed è stato associato all'avvento dei computer. Ora, secondo gli scienziati, siamo a una distanza di diversi anni dalla prossima rivoluzione: l'emergere di un computer quantistico. E queste non sono solo belle parole: l'Unione Europea ha annunciato che investirà 1 miliardo di euro nel programma Quantum Flagship. Per fare un confronto, questo è un quarto del costo del Large Hadron Collider, la più grande installazione scientifica mai creata nella storia della civiltà.
Il nostro posto nel nuovo mondo dipende in gran parte dal fatto che la Russia diventerà uno dei paesi vincitori della corsa quantistica o perderà il prossimo salto tecnologico. Essere in disparte sarebbe particolarmente offensivo, perché grosso modo, due terzi dei principali professori di fisica quantistica del mondo hanno cognomi russi, anche se spesso lavorano in diverse università del mondo. Per utilizzare questo nostro potenziale, il Russian Quantum Center ha riunito le migliori menti in una conferenza a Londra.
Ho parlato con il direttore generale del Russian Quantum Center, Candidate of Physical and Mathematical Sciences Ruslan Yunusov, del motivo per cui le persone hanno bisogno delle tecnologie quantistiche.
Ruslan, in primo luogo, rispondi alla domanda ingenua: perché abbiamo bisogno di computer quantistici? Cosa non ti soddisfa quello attuale? Infatti, secondo la legge di Moore, e quindi ogni due anni, la potenza dei dispositivi elettronici raddoppia, quindi perché non risolvere nuovi problemi aumentando le capacità computazionali dei computer classici?
- All'inizio, la legge di Moore era formulata in modo diverso: il numero di transistor raddoppia ogni 1,5 anni. Ma ora i progressi stanno rallentando e il raddoppio si verifica ogni 2 anni. Ora diamo un'occhiata ad altri parametri, ad esempio, la velocità di clock, che determina la velocità del computer. Qui abbiamo raggiunto il massimale già 10 anni fa. Se ricordi, 30 anni fa, i buoni dispositivi avevano una frequenza di 1 megahertz, dopo 20 anni abbiamo raggiunto 1 gigahertz, cioè il processore ha iniziato a funzionare 1000 volte più velocemente. E poi hanno raggiunto i 3 gigaHertz e la stagnazione è iniziata. Perché siamo arrivati ai limiti fisici. Anche in modo puramente teorico, non possiamo aumentare la frequenza di clock oltre i 10 gigahertz. Ecco un esempio per te quando la tecnologia incontra alcuni limiti fisici. Se guardi oltre, letteralmente tra cinque anni ci imbatteremo in un'altra barriera. Hai detto che secondo la nuova versione della legge di Moore, il numero di transistor nei microcircuiti dovrebbe raddoppiare. E presto arriveremo al fatto che un singolo transistor deve essere composto da atomi. E questo è già impossibile.
Cosa fare?
- Una delle soluzioni sono solo i computer quantistici. Ti permetteranno di risolvere rapidamente alcuni problemi generalmente inaccessibili a un computer classico. L'applicazione più semplice è quella di rompere i codici, decrittografare i messaggi segreti. Ciò che un computer classico impiegherà miliardi di anni per fare, un computer quantistico con una capacità di 1000 qubit (un qubit è un elemento di informazione in un computer quantistico, come un bit in un computer classico - autore) lo farà in pochi minuti. Un'altra applicazione di un computer quantistico è la ricerca di dati in grandi database. Ora, enormi quantità di dati vengono semplicemente archiviate senza elaborazione, nella speranza che un giorno ci sarà una grande potenza di calcolo in grado di analizzare questi dati. I computer quantistici possono farlo.
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Quali sono le possibilità che il primo computer quantistico sia russo?
- Minimo, perché un computer quantistico non apparirà in 1 giorno. La stessa sequenza di passaggi: prima devi fare un qubit, poi 2, 10, 30 … Già a 300 qubit, puoi risolvere una serie di problemi che vanno oltre la potenza dei supercomputer. Ora prevediamo che nei prossimi 3 anni appariranno computer universali a 50 qubit. Molto probabilmente, questo avverrà negli Stati Uniti o in Europa con la partecipazione di società americane. Per fare un confronto, in Russia è stato lanciato un progetto per creare un computer con 2 qubit. Cioè, siamo in ritardo rispetto agli attori principali, ma nonostante ciò stiamo entrando nella cerchia dei paesi che sviluppano queste tecnologie. Finora, il nostro livello di investimento è incommensurabile. Google da solo sta investendo $ 100 milioni nello sviluppo quantistico e abbiamo un consorzio che si occupa di due qubit in totale ha molto meno. Ma qui, come in una maratona: è importante non solo vincere,ma corri e basta. Perché se finisci almeno nella seconda ondata, otterrai quote di mercato. Oggi un compito adeguato per la Russia è essere nel gruppo dei leader.
Puoi stimare la dimensione del mercato? Quanto è grande il jackpot per cui competono i partecipanti alla corsa quantistica?
- Dare i numeri è del tutto ingrato, ma in qualche modo abbiamo stimato che il mercato dei semiconduttori e dei laser è di circa 3 trilioni di dollari all'anno. Ci sono aspettative che il nuovo mercato non sarà da meno. Quando le tecnologie quantistiche entreranno davvero in ogni casa, il mercato sarà assolutamente gigantesco.
E cosa possono portare in ogni casa? A che serve una persona comune se un computer quantistico risolve complicati problemi scientifici?
- Ad esempio, a una persona comune piaceranno le carte bancarie da cui è impossibile rubare denaro. Questa protezione assoluta è fornita dalla crittografia quantistica. A proposito, tali comunicazioni sicure possono già essere acquistate in Occidente e prevediamo di avere questi dispositivi entro la fine dell'anno. Computer quantistici e simulatori quantistici possono rendere possibile la ricerca di materiali con nuove proprietà. Oggi l'auto pesa 2 tonnellate e peserà … 20 chilogrammi. Puoi prenderlo a mano e metterlo da qualche parte sullo scaffale. Dal punto di vista della fisica, non ci sono divieti qui, ma le tecnologie informatiche convenzionali non ci consentono di trovare tali soluzioni. E un computer quantistico è in grado di simulare materiale con queste proprietà. O superconduttività a temperatura ambiente. Hanno litigato per questo problema per molti decenni, ma non possono risolverlo. E questo cambierà completamente la nostra vita:dimenticheremo cosa sono le perdite di energia. Saremo in grado di creare potenti campi magnetici che terranno auto volanti e treni a levitazione magnetica. Viaggeranno alla velocità di un aereo e sono molto economici.
Stai parlando di cooperazione con partner occidentali. Cosa possiamo offrire loro? Non abbiamo molti soldi. Ci sono scienziati forti, ma molti di loro oggi lavorano nelle università occidentali …
- Stranamente, abbiamo molti scienziati che si sono realizzati con successo in Occidente, ma sono tornati e hanno avviato laboratori in Russia. È molto utile per noi sostenere tali progetti. Pertanto, nel nostro paese vengono create scuole con esperienza mondiale.
Yaroslav KOROBATOV
